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StartseiteForschung aktuellStrontiumtetrazolat – bitte abbrennen und in Luft auflösen!28.12.2011

Strontiumtetrazolat – bitte abbrennen und in Luft auflösen!

Mraseks Molekül-Mosaik - Teil 48

Einer der vielversprechenden Kandidaten für umweltverträgliche Feuerwerkskörper ist Strontiumtetrazolat, ein neuer, stickstoffreicher Metallkomplex. Wie andere klassische Strontium-Salze brennt er leuchtend rot ab, enthält aber - und das ist der Kniff - eine besonders stickstoffreiche Ringstruktur. 79 Prozent der Atmosphäre besteht aus Stickstoff. Mit Strontiumtetrazolat erhält man also einen Feuerwerksstoff, der sich nach dem Abbrand praktisch in Luft auflöst.

Von Volker Mrasek

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Mraseks Molekül Mosaik

Na ja, eigentlich ist der Name noch komplizierter:

"Strontium-1-methyl-nitro-amino-tetrazolat."

Doch wer von uns kann und will sich das schon merken?

"Setzt sich im Grunde genommen zusammen aus zwei Ionen. Einem Kation, dem Strontium ..."

also einem Metall ...

"... und einem Anion, diesem Tetrazolat."

... einer stickstoffreichen Ringstruktur im Molekül. Zusammen ergibt das ein Metallsalz. Chemiker haben es neu synthetisiert - für pyrotechnische Anwendungen. Strontiumtetrazolat ist ein Stoff, der Silvesterfeuerwerke in Zukunft umweltfreundlicher gestalten kann.

"Das ist eine Porzellanschale. Und in diese Porzellanschale kommt eben diese Zündmischung rein. Ein Strontiumsalz."

Ein Forschungslabor an der Universität München.

"Jetzt zünde ich das mit / einer Wunderkerze an."

"Das war doch jetzt schön brillant-rot. Und wenn man jetzt hier in die Porzellanschale schaut, sieht man eben, dass man fast keinen Rückstand hat."

Kein Ruß, kein Rauch – die Zündmischung ist praktisch spurlos verschwunden.

Magdalena Rusan und Jörg Stierstorfer demonstrieren damit, wie sauber ein Leuchtsatz für Feuerwerke abbrennen kann. Sie ist Doktorandin, er Akademischer Rat am Lehrstuhl für Molekülchemie der Münchener Uni. Dort entwickelt man pyrotechnische Mischungen, die weniger Ruß und Feinstaub fabrizieren und zudem möglichst ohne giftige Komponenten auskommen.

Strontiumtetrazolat ist dabei eines der vielversprechenden Moleküle aus dem Baukasten der Münchner Pyrochemiker:

"Was man dazu sagen muss, ist, dass wir die Farben nicht neu erfinden können in der Chemie. Also, die Farben sind abhängig von den Metallkationen. Und Strontium ist eben verantwortlich für eine schöne rote Farbe."

Was sich aber verändern lässt, sind andere Komponenten der Leuchtsätze. Und da fällt auf: Strontiumtetrazolat enthält viel Stickstoff und wenig Kohlenstoff.

"Rauch entsteht immer durch den Abbrand von Kohlenstoff, durch Rußpartikel. Und wenn wir eben stickstoffreiche Moleküle benutzen, dann bekommen wir sehr rauchfreie Verbrennungen."

Das Verhältnis von Stickstoff zu Kohlenstoff im Tetrazol-Ring des Moleküls ist vier zu eins.

"Mit vier Stickstoff-Atomen sind wir im Bereich der Atmosphäre, die wir einatmen. Die besteht zu 80 Prozent aus Stickstoff. Und genau das wollen wir eigentlich erzeugen: zum Schluss nichts als heiße Luft."


Ein weiterer Clou des Moleküls ist die angehängte Nitrogruppe. Sie liefert den nötigen Sauerstoff für die Verbrennung und macht die Zugabe von bisher benutzten Oxidationsmitteln überflüssig. Zum Beispiel von gesundheitsschädlichem Perchlorat.

In den USA werden umweltfreundliche Leuchtsätze bereits hier und da verwendet. Zum Beispiel in Disneyland, wo beinahe täglich ein Feuerwerk am Himmel abbrennt.

Auch Strontiumtetrazolat werde inzwischen in größeren Mengen hergestellt, sagt Entwickler Stierstorfer. Vorerst aber noch nicht für die Feuerwerkerei – dafür ist das Metallsalz noch zu teuer. Sondern fürs Militär und den Einsatz in Signalfackeln – zum Beispiel auf Flugzeugträgern bei Nebel.

"Da steht eine Art Fluglotse und weist die Flugzeuge ein. Und schwenkt die Fackel direkt vor seinem Gesicht. Und atmet, wenn der Wind ungünstig steht, die Zersetzungsprodukte direkt ein."

Schon bald soll das nicht mehr schädlich sein – durch Leuchtsätze mit Strontiumtetrazolat, die sich förmlich in Luft auflösen. Und die in einigen Jahren auch in Feuerwerkskörpern stecken dürften, die wir zu Silvester abfeuern.

Zur Übersichtsseite "Molekül der Woche"

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